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Problemas - ELECTROQUÍMICA, Ejercicios de Química

Problemas de electroquímica, corresponde al tema 8.

Tipo: Ejercicios

2021/2022

Subido el 27/04/2023

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candela-romero-sorrentino 🇪🇸

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Unidad Didáctica 8 Química II 2022/2023
UNIDAD DIDÁCTICA 8: ELECTROQUÍMICA
1. ¿Cuál es la diferencia entre una celda galvánica y una celda electrolítica?
2. Describe las celdas basadas en las siguientes semirreacciones. Calcula Eº; indica el sentido del flujo de
electrones; indica el sentido de migración de los iones en el puente salino; identifica el cátodo y el ánodo y
escribe la ecuación ajustada. Asume que las concentraciones son 1.0M y las presiones parciales 1.0 atm.
(a) MnO4 (ac) + 8 H+ (ac) + 5 e- Mn2+ (ac) + 4 H2O (l) Eº = 1.51 V
IO4 (ac) + 2 H+ (ac) + 2 e- IO3 (ac) + H2O (l) Eº = 1.60 V
b) H2O2 (ac) + 2 H+ (ac) + 2 e- 2 H2O (l) Eº = 1.78 V
O2 (g) + 2 H+ (ac) + 2 e- H2O2 (ac) Eº = 0.68 V
c) Mn2+ (ac) + 2 e- Mn (s) Eº = -1.18 V
Fe3+ (ac) + 3 e- Fe (s) Eº = -0.036 V
3. Escribe los esquemas de las celdas voltaicas del ejercicio 2.
4. Calcula y K a 25º C para las reacciones de las celdas voltaicas del ejercicio 2.
Resultado. a) -87 kJ, 1.7·1015 b)-212 kJ, 1.7·1037 c) -662 kJ, 1.38·10116
5. Calcula el valor del producto de solubilidad (Kps) del CdS a partir de los potenciales de reducción
estándar:
CdS + 2 e- Cd + S2- Eº = -1.21 V
Cd2+ + 2 e- Cd Eº = -0.402 V
Resultado. 4.66·10-28
6. Considera la celda galvánica basada en las siguientes semireacciones:
Au3+ + 3 e- Au Eº = 1.50 V
Tl+ + e- Tl Eº = -0.34 V
a) Escribe la reacción ajustada y calcula Eºcel.
b) Calcula Gº y K para la reacción de la pila a 25º C.
c) Calcula Ecel a 25ºC cuando [Au3+] = 1·10-2 M y [Tl+]=1·10-4 M.
Resultado. a) 1.84V, b) -532.6 kJ, 2.29·1093, c) 2.04V
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Unidad Didáctica 8 Química II 2022 /20 23

UNIDAD DIDÁCTICA 8 : ELECTROQUÍMICA

1. ¿Cuál es la diferencia entre una celda galvánica y una celda electrolítica? 2. Describe las celdas basadas en las siguientes semirreacciones. Calcula Eº; indica el sentido del flujo de electrones; indica el sentido de migración de los iones en el puente salino; identifica el cátodo y el ánodo y escribe la ecuación ajustada. Asume que las concentraciones son 1.0M y las presiones parciales 1.0 atm. (a) MnO 4 –^ (ac) + 8 H+^ (ac) + 5 e-^  Mn2+^ (ac) + 4 H 2 O (l) Eº = 1.51 V IO 4 –^ (ac) + 2 H+^ (ac) + 2 e-^  IO 3 –^ (ac) + H 2 O (l) Eº = 1.60 V b) H 2 O 2 (ac) + 2 H+^ (ac) + 2 e-^  2 H 2 O (l) Eº = 1.78 V O 2 (g) + 2 H+^ (ac) + 2 e-^  H 2 O 2 (ac) Eº = 0.68 V c) Mn2+^ (ac) + 2 e-^  Mn (s) Eº = - 1.18 V Fe3+^ (ac) + 3 e-^  Fe (s) Eº = - 0.036 V 3. Escribe los esquemas de las celdas voltaicas del ejercicio 2. 4. Calcula Gº y K a 25º C para las reacciones de las celdas voltaicas del ejercicio 2. Resultado. a) - 87 kJ, 1.7· 1015 b)-212 kJ, 1.7· 1037 c) - 662 kJ, 1.38· 10116 5. Calcula el valor del producto de solubilidad (Kps) del CdS a partir de los potenciales de reducción estándar: CdS + 2 e-^  Cd + S^2 -^ Eº = - 1.21 V Cd2+^ + 2 e-^  Cd Eº = - 0.402 V Resultado. 4.66· 10 -^28 6. Considera la celda galvánica basada en las siguientes semireacciones: Au3+^ + 3 e-^  Au Eº = 1.50 V Tl+^ + e-^  Tl Eº = - 0.34 V a) Escribe la reacción ajustada y calcula Eºcel. b) Calcula Gº y K para la reacción de la pila a 25º C. c) Calcula Ecel a 25ºC cuando [Au3+] = 1· 10 -^2 M y [Tl+]=1· 10 -^4 M. Resultado. a) 1.84V, b) - 532.6 kJ, 2. 29 · 1093 , c) 2.04V

Unidad Didáctica 8 Química II 2022 /20 23

7. Considera la celda de concentración que se muestra en la figura. Calcula el potencial a 25ºC cuando la concentración de Ag+^ en el compartimento de la derecha tiene los siguientes valores: a) 1.0 M, b) 2.0 M, c) 0.1 M. Identifica el cátodo, el ánodo y el sentido del flujo de los electrones en cada caso. 8. Una celda electroquímica consiste en un electrodo estándar de hidrógeno y un electrodo metálico de cobre. a) ¿Cuál es el potencial de la celda a 25ºC si el electrodo de cobre se encuentra en una disolución de [Cu2+]=2. 5 · 10 -^4 M? E(Cu2+/Cu)=0.34 V. b) El electrodo de cobre se introduce en una disolución de Cu2+^ de concentración desconocida, y se observa un potencial de celda de 0.195 V. ¿Cuál es la concentración de Cu2+? (Supón que el Cu2+^ se reduce). Resultado. a) 0.234V, b) 1.24· 10 -^5 M 9. ¿Qué sucede al Ecel a medida que una batería se descarga? ¿Una batería es un sistema en equilibrio? ¿Qué valor tiene Ecel cuando una batería alcanza el equilibrio? 10. Una celda galvánica se basa en las siguientes semireacciones: Ag+^ + e-^  Ag (s) Eº = 0.80 V Cu+2^ + 2 e-^  Cu (s) Eº = 0.34 V Calcula el potencial de la pila a 25 ºC cuando el compartimento del electrodo de plata se encuentra en una disolución con AgCl(s) en exceso (Kps=1.6· 10 -^10 ), y el compartimento del electrodo de cobre en una disolución de [Cu2+]=2.0 M. Resultado. 0.16V 11. Se construye una célula fotovoltaica basada en la siguiente reacción: Sn (s) + Pb2+^ (2.0 M)  Sn2+^ (0.005 M) + Pb (s) Calcula: a) Eºcel para dicha reacción (utiliza las tablas) b) Ecel para las magnitudes de concentraciones indicadas c) K d) La concentración de Pb2+^ cuando se alcanza el equilibrio. Resultado. a) 0.01V, b) 0.0869V, c) 2.18, d) 0.631M

Ag Ag+^ 1M Ag